题目内容

8.甲图是小明在“测量小灯泡电功率”实验的电路图,小灯泡额定电压为2.5V.

(1)该实验的原理是P=UI.(用公式表示)
(2)小明正确连接电路,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零,原因可能是小灯泡断路(填“短路”或“断路”).
(3)排除故障后,小明闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数为2.2V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图中滑片P向左(填“左”或“右”)端移动.
(4)小明通过实验得到了小灯泡的I-U关系图象(图乙①),则小灯泡的额定功率是0.625W;当小灯泡两端的电压是1V时,实际功率是0.15W.
(5)将小灯泡换成待测电阻,通过实验测得数据后作出它的I-U关系图象(图乙②),则待测电阻的阻值为20Ω.
(6)完成上面实验后,小明还想测某未知电阻RX的阻值,但身边的电压表彻底坏了,于是他设计了如图丙所示的电路(R0为已知阻值的定值电阻),请帮他把缺少的步骤补全,并写出RX的表达式,实验步骤:
Ⅰ:照设计的电路图连接电路;
Ⅱ:闭合开关S,记下电流表的示数I0;
Ⅲ:再闭合S1,记下电流表的示数为I;
Ⅳ:计算电阻;RX=$\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{I-{I}_{0}}$(用已知物理量和测量出的物理量的符号表示).

分析 (1)测量电功率的原理P=UI;
(2)电路故障有两种:断路与短路,根据电路故障现象分析电路故障原因;
(3)由电路图可知,灯泡及滑动变阻器串联,则要使小灯泡两端的电压增大到额定电压,应减小电阻,即减小滑动变阻器的接入电阻,由滑动变阻器的接法可知滑片的移动方向;
(4)由图确定额定电压及额定电流,由P=UI可求得灯泡的额定功率,已知实际电压,由图知实际电流,求实际功率;
(5)由图知电压和电流,求定值电阻的电阻;
(6)在没有电压表时,使定值电阻与待测电阻并联,根据开关的状态、电流表的示数以及欧姆定律得出定值电阻两端电压,然后根据公式R=$\frac{U}{I}$计算出被测电阻的阻值.

解答 解:(1)测量电功率的原理:P=UI;
(2)灯泡不亮,如果是短路或其它串联部分断路,电压表无示数;灯泡断路,电压表与电源串联测量电源电压有示数.所以故障为灯泡断路.
(3)电压表示数只有2.2V,小于额定电压,故应调节滑动变阻器增大灯泡两端的电压,故应减小滑动变阻器的接入电阻,故应将滑片向左滑动,使灯泡两端达2.5V;
(4)从小灯泡的I-U关系图象(图乙①)知,当小灯泡正常发光的电压为2.5V时,电流为0.25A,则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
由图知当电压为1V是,电流为0.15A,则P=UI=1V×0.15A=0.15W;
(5)从I-U关系图象(图乙②)知,当U=3V时,I=0.15A,则R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.15A}$=20Ω;
(6)在没有电压表时测量电阻的实验步骤:
Ⅰ:照设计的电路图连接电路;
Ⅱ:闭合开关S,记下电流表的示数I0;
Ⅲ:再闭合S1,记下电流表的示数为I;
Ⅳ:计算电阻;RX=$\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{I-{I}_{0}}$
故答案为:(1)P=UI;(2)断路;(3)左;(4)0.625;0.15;(5)20Ω;(6)再闭合S1,记下电流表的示数为I;$\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{I-{I}_{0}}$.

点评 本题考查了实验原理、电路故障分析、图象分析、求灯泡额定电流与额定功率、滑动变阻器的使用、特殊测电阻的方法等知识,有一定的综合性.

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